电厂锅炉燃烧优化控制-太极控制.pdf

1预测控制技术在锅炉燃烧优化的应用预测控制技术在锅炉燃烧优化的应用预测控制技术在锅炉燃烧优化的应用预测控制技术在锅炉燃烧优化的应用朱豫才,赵均,徐祖华浙江大学控制系浙江大学控制系浙江大学控制系浙江大学控制系太极光控制软件太极光控制软件太极光控制软件太极光控制软件((((北京北京北京北京))))有限公司有限公司有限公司有限公司1. 电厂锅炉燃烧优化中的问题和挑战2. 模型预测控制技术的工作原理3. 用于燃烧优化的解决方案、技术和经济效益4. 初步的成果:300MW机组主蒸汽温度控制5. 预测控制在中国电厂应用的困难和问题6. ?电厂节能减排已经成为一项迫切的经济和社会任务?提高锅炉燃烧优化是一个节能减排的有效手段?锅炉燃烧过程的不稳定因素(干扰):-不可避免的煤品变化-越来越多的负荷变化-磨煤机起停事件,吹灰事件?锅炉燃烧优化中困难:-复杂的多变量约束控制问题,需要基于模型的预测控制技术-模型预测控制技术的成本高,难度大-中国电力工业没有预测控制人才3锅炉效率过量空气系数降低NOx提高锅炉效率优化运行范围一般运行范围燃烧优化燃烧优化燃烧优化燃烧优化工作原理工作原理工作原理工作原理4生产过程过程模型+-模型预报控制器模型预报控制器模型预报控制器模型预报控制器((((软件软件软件软件,,,,算法算法算法算法))))?使用过程模型对被控变量进行预测?使用过程模型和优化算法计算控制变量控制动作5控制器软件在PC机运行OPC 服务器DCS 操作台OPC 通讯DCS系统模型预测控制系统硬件结构模型预测控制系统硬件结构模型预测控制系统硬件结构模型预测控制系统硬件结构注1:模型预测控制器不改变原有DCS系统的常规控制和安全保护机制,不会带来生产安全隐患。注2:投运预测控制系统不需停产、减产。提高效率提高效率提高效率提高效率, 产量产量产量产量先进控制投运前先进控制投运前先进控制投运前先进控制投运前先进控制投运后先进控制投运后先进控制投运后先进控制投运后降低扰动降低扰动降低扰动降低扰动电厂锅炉蒸汽温度电厂锅炉蒸汽温度电厂锅炉蒸汽温度电厂锅炉蒸汽温度time电厂锅炉氮氧化物排放电厂锅炉氮氧化物排放电厂锅炉氮氧化物排放电厂锅炉氮氧化物排放先进控制投运前先进控制投运前先进控制投运前先进控制投运前先进控制投运后先进控制投运后先进控制投运后先进控制投运后降低扰动降低扰动降低扰动降低扰动降低排放降低排放降低排放降低排放,,,,(CV):-热率或锅炉效率-过热蒸汽温度-再热蒸汽温度和降温水阀门-烟道气出口温度-一氧化碳或限氧指数-氮氧化物-石灰石质量(有脱硫装置的机组)10主要控制(操纵)变量(MV):?燃烧器摆角? O2 设定值或偏差?二次风挡板位置?燃烬风挡板位置?送煤机速度偏差?过热蒸汽温度(或喷水量)?过热蒸汽温度(或喷水量)?磨机出口温度?锅炉负压?石灰石流量(有脱硫装置机组)主要干扰(前馈)变量(DV):?负荷指令?环境温度5. 模型预报控制在热电厂的应用模型预报控制在热电厂的应用模型预报控制在热电厂的应用模型预报控制在热电厂的应用